储能技术在新能源电力系统中的应用分析

储能技术在新能源电力系统中的应用分析

李文刚

国网新疆电力公司喀什供电公司城区供电中心 新疆 喀什 844000

摘要：储能技术是新能源发展方面的一个重要领域，无论是哪一种能源形式，都需要有储能技术来提供支持，如此才能得到更好的应用与发展。促进储能技术和系统内诸多相关技术之间的配合应用，从而对新能源电力系统的稳定运行与整体结构进行优化，对于新能源电力系统的进步发展具有重要意义。文章针对储能技术在新能源电力系统方面的应用进行了分析与探究。

关键词：储能技术；新能源电力系统；应用

引言

随着全球可再生能源的普及应用以及电动汽车产业的迅速发展，储能技术将成为促进能源发展的关键环节。不同储能技术的成熟度存在较大差异，需构建多能互补、取长补短、因地制宜、效益优先的储能技术布局。针对应用于电力系统中的主要储能技术进行梳理，介绍了电化学储能、电磁储能、储热技术、化学燃料储能等多种储能形式相应的原理，并对储能技术未来发展及应用趋势进行了初步的展望。研究和分析可用于降低储能系统成本，提升储能技术性能和成熟度，从而为坚实、有序推动清洁能源可持续发展提供一定参考及助益。

1能源互联网背景下的电力储能技术现状

可再生能源的研发是我国在电力能源发展上的主要方向和重要目标。然而，新能源电力技术的引进，对电网的稳定性造成了一定的不良影响。为了使互联网技术与新能源的开发能够有机结合，世界各国均对能源互联网的发展予以特别的重视，而传统的能源消耗系统，其运作形式十分单一，且耗能较大。因此，能源互联网下的电力储能技术，要求要增加可再生能源的比重，重视能源消耗和能源利用的效率性。在我国，智能电网的发展也取得了重大的成果，信息技术在电网中的运用十分普遍。近年来，我国相关能源控制部门下发了相应的文件和能源优化方案，为我国的能源互联网技术奠定了法律支撑。可见，在能源互联网背景下的电力储能技术在我国的发展趋势整体向好，并且有十分光明的发展前景。

2储能技术对于新能源电力系统发展的重要作用

如今有关新能源方面的开发与应用主要集中在将风能与太阳能等相关能源转化到电力系统当中。相较于化石能源发电来说，利用风能以及太阳能等进行发电在很大程度上受制于自然环境所带来的影响，存在间歇性以及波动性的问题，如果将这种发电方式大规模应用到电网当中，会对电网的稳定性以及安全性等造成很大的影响。有相关专家提出，就风力发电来说，假如其装机占整体系统比例当中的10％或以下，那么依靠传统技术基本能够保证电网的稳定性以及安全性，但风电装机比例一旦超过20％以上，就需要凭借储能手段来降低其间歇性和波动性所带来的影响，以保障电网的稳定安全。所以，储能技术的应用与研究，是推动可再生能源的发展，实现大规模并网的一个必要条件，同时也是新能源电力系统未来发展进步的必然趋势。

3在新能源电力系统当中有关储能技术的实际应用

3.1风能电力系统

对于新能源电力系统来说，风能资源是其中最具代表性的种类，同时也是应用较为普遍的一类，分析在风能电力系统当中有关储能技术的实际应用，对于提升风能电力系统的工作效率以及稳定性等具有重要作用。储能技术可以对风能电力系统实际运行过程中的无功功率与有功功率等进行改善与优化，从而保证电力系统能够始终维持一个稳定的运行状态。在此，本文针对某地区应用的风能电力系统进行分析，探讨其储能技术的实际应用情况。该风能电力系统应用了一种超导储能技术，利用这种技术能够对电压方面存在的问题进行有效处理，同时也使得联络线短路以及风速扰动等问题得到了明显改善。在应用这种超导储能的相关技术之前，根据风能电力系统的实际情况，设计了相关的仿真模型，得到了技术应用方面的大量数据，仿真结果显示，在风能电力系统发生问题故障时，超导储能技术依然能够保证风能电厂的稳定性，就算是出现风速扰动的情况，在电力系统当中也能够保证风电场的稳定、持续输出状态，这使得风能电力系统在电压输出方面的状态得到了极大的改善。

3.2储热技术

潜热储能、显热储能以及化学储热是储热技术主要的类型。其中在介质温度提高的基础上实现热存储是显热储能的显著特点。潜热储能又被称为相变储能，该模式的储能技术主要是在材料发生相变的情况下，吸收热量或者释放热量，现阶段最流行的相变储能模式为固－液相变。相变储能和显热储能最明显的不同在于相变储能的温度较为稳定，产生的能量密度较大。化学储热在存储热能时主要是通过化学可逆反应的方式，能呈现出宽温域梯级储热的特点，化学储热储存的能量密度远远高于其他方式的储热技术，如潜热储能、显热储能。化学储热技术对材料的要求较高，在材料选择上带有较大困难，因此现阶段普遍采取的储热技术以潜热储能、显热储能在为主。

3.3电化学储能技术

安装较为灵活、响应速度较快是电化学储能技术最为显著的特点，电网系统中利用电化学储能技术可将能量服务和功率服务效果明显提高。此外电化学储能技术可以对新能源发电快速波动产生抑制作用，并能提高电网调频的稳定性，有助于加强微电网能量的管理，可见电化学储能技术带有显著的技术性优势。目前我国电力系统中电化学储能技术呈现出快速发展的趋势，具体表现为锂离子电池被广泛使用，明显高于钠硫电池的使用率。此外，电池储能被应用在弱电网或者离网连接的地区，可提高太阳能或者风能发电的稳定性，解决该地区电力资源利用紧张等问题。此外一些新能源场站、微电网领域、配电网等是电化学储能项目开展最多的领域。电化学储能发展到今天，受压缩空气储能、抽水蓄能等的影响，在能源市场上面临的竞争压力也越来越大。基于此就需要借助电化学储能经济性的优势，在能源市场上占据领先地位。

4在新能源电力系统当中有关储能技术的类别

4.1飞轮储能

飞轮储能的有关方式，是凭借旋转体产生的动能来转化储存电能。在利用飞轮储能方式进行储能时，使用电机对飞轮进行驱动，当飞轮逐渐达到规定的程度时，就完成了电能向飞轮动能之间的转换，若想要释放电能时，则利用飞轮的动能来带动发电。飞轮系统通常是在接近真空的环境下运行的，这样可以在最大限度上降低风阻以及摩擦产生的损耗，其寿命很长，并且对环境不会产生任何影响，甚至几乎不需要进行维护。而其缺点则是储存的能量密度较低，为了确保系统的安全性还需要花费很大的费用，同时还会受到场地空间方面的制约，当下一般都会应用在为蓄电池系统进行补充。

4.2抽水储能

抽水储能是当今大规模储能方式当中最为成熟的一种，这种方式需要在上下游同时配建一个水库。每当负荷低谷的时候，利用抽水储能的相关设备进行抽水，将下游水库当中的水逐渐运送到上游水库当中进行储存，每逢负荷高峰的时候，将相关设备转为发电机工作状态，通过上游水库当中的水储量进行发电。这种方式的能量转换效率通常在70％-75％。由于抽水储能的方式往往会受到地势选址、建设周期以及动态调节响应迟缓等方面的影响，在大规模推广上受到了很大的制约。

5结语

随着社会经济的不断发展，对能源技术的要求也越来越高。尤其是电力储能技术当中的储热工艺、电动汽车、电化学储能工艺等方面均提出了较大的要求。然而，电力储能工艺的转型和升级对我国国民经济的影响重大，因此，必须加快研发能源互联网背景下的电力储能技术，推动我国能源产业的不断发展。

参考文献：

[1]孟伟.能源互联网背景下的电力储能技术展望[J].科学大众，2018（003）：6-7.

[2]杜法刚，滕松.探究能源互联网背景下的电力储能技术展望[C]//2018智能电网新技术发展与应用研讨会论文集.2018.